Ecotoxicologia do cromo e seus compostos

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1 Série Cadernos de Referência Ambiental v. 5 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos Carlos Sérgio da Silva Doutor Maria de Fátima M. Pedrozo Doutor GOVERNO DA BAHIA Salvador 2001

2 Série Cadernos de Referência Ambiental, v. 5 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos Copyright 2001 Centro de Recursos Ambientais - CRA Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 5988 de 14/12/73. Nenhuma parte deste livro poderá ser reproduzida ou transmitida sem autorização prévia por escrito da Editora, sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravações ou quaisquer outros. GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA CÉSAR BORGES SECRETARIA DO PLANEJAMENTO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA LUIZ CARREIRA CENTRO DE RECURSOS AMBIENTAIS - CRA FAUSTO AZEVEDO Catalogação na Fonte do Departamento Nacional do Livro N194e Silva, Carlos Sérgio da. Ecotoxicologia do cromo e seus compostos / Carlos Sérgio da Silva, Maria de Fátima M. Pedrozo. - Salvador : CRA, p. ; 15 x 21cm. - (Cadernos de referência ambiental ; v. 5) ISBN Cromo - Aspectos ambientais. 2. Cromo - Toxicologia. I. Pedrozo, Maria de Fátima Menezes. II. Centro de Recursos Ambientais (BA) III. Título. IV. Série. CDD CENTRO DE RECURSOS AMBIENTAIS - CRA Rua São Francisco, 1 - Monte Serrat Salvador - BA - Brasil Tel.: (0**71) Fax: (0**71) cra@cra.ba.gov.br /

3 Os metais apresentam uma longa e remota intimidade com a história da humanidade. Não fossem eles, seja por uma beleza encantadora, seja por características imediatamente úteis em cada momento próprio, e, por óbvio, não teríamos chegado até aqui, pelo menos na forma como hoje nos conhecemos. Presentes nas ferramentas que permitiram grandes saltos evolutivos, presentes em processos de magia, nas artes também, e depois nas ciências, eles são, indubitavelmente, parceiros na grande escalada humana. Mas apesar de tanta e tão extensa convivência, nem todos os registros são positivos. Isto é, muitos dos metais, ao lado de seus indiscutíveis benefícios, também se mostram associados a um legado de injúrias e dores, no plano coletivo e no individual. A bem da verdade, esses fatos negativos não derivaram de malignidades inerentes aos metais, porém de usos inadequados que, por várias vezes, deles foram feitos. A pergunta que então se explicita é se podem eles, além de suas vantagens, muitas já bem conhecidas e dominadas, trazer embutidas quantidades de perigo e de ameaça. A resposta é sim. A pergunta subseqüente automática fica sendo: e como tirar cada proveito de seu uso impedindo simultaneamente qualquer possibilidade ameaçadora? Aí a resposta é uma só: conhecimento, o qual precisa ser permanentemente buscado e atualizado. Eis o propósito desses sete volumes que inauguram a série Cadernos de Referência Ambiental, publicação do Núcleo de Estudos Avançados do Meio Ambiente (NEAMA), do CRA, cobrindo mercúrio, cobre, chumbo, ferro, cromo, cádmio e manganês. Construir e estimular inteligência de gestão ambiental é o propósito do NEAMA. Tal missão se coaduna com o que acabamos de antes escrever. Destarte, poderíamos resumir assim: essa é uma modesta

4 contribuição para melhor virmos a entender, no ambiente local, a ecocinética e a ecodinâmica de alguns metais de nosso interesse imediato. Esses textos, ora entregues à comunidade, todos de alta qualidade científica, fazem parte de um grande esforço para planejar as ações de gerenciamento de suas presenças em nossos compartimentos ambientais. Às revisões monográficas devem-se seguir medidas concretas de determinação e vigilância ambientais e de inventário do uso corrente. É motivo de múltiplo júbilo poder redigir esta singela nota. Primeiro, por um dia haver tido a pretensão de ser um profissional dessa especialidade: ecotoxicólogo. Segundo, por estar vivendo a honrosa oportunidade de liderar o CRA, quando a instituição lança ousados projetos de aprimoramento da gestão ambiental, inclusive no que concerne à produção, sistematização e circulação de informações técnico-científicas. E, em terceiro lugar, por apresentar aos leitores um conjunto de textos produzidos por oito especialistas, de respeitáveis currículos em toxicologia e comprovadas experiências profissionais, e que nos têm distinguido com suas amizades. Poucas vezes na história dos órgãos ambientais do país houve a feliz reunião dos fatores que levaram a este importante produto agora lançado pelo CRA. Que seu valor e sua utilidade atinjam a todos quanto estão empenhados em construir e garantir um ambiente melhor. Centro de Recursos Ambientais Fausto Azevedo Diretor Geral

5 O Centro de Recursos Ambientais - CRA, ao criar o Núcleo de Estudos Avançados do Meio Ambiente - NEAMA, dá um passo significativo na busca da excelência técnicocientífica sobre as questões ambientais e do desenvolvimento sustentável no Estado da Bahia. As monografias sobre a ecotoxicologia dos metais Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo, Ferro, Manganês e Mercúrio marcam o início da publicação, pelo NEAMA, da Série Cadernos de Referência Ambiental, que divulgará o conhecimento técnico-científico de interesse das universidades, institutos de pesquisas, empresas, organizações governamentais e não governamentais como subsídio às ações e programas governamentais e privados e da sociedade, cujo desenvolvimento interfere na conservação e na qualidade ambientais. Esta publicação fornece uma base sólida sobre a identificação de cada metal e seus compostos; as propriedades físico-químicas; a ocorrência, o uso e as fontes de exposição; o transporte, a distribuição e a transformação no meio ambiente; os padrões de contaminação ambiental e da exposição humana; as formas tóxicas e os efeitos à saúde; a avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

6 Ao disponibilizar as investigações desenvolvidas por especialistas das diversas áreas do conhecimento, cumpre o NEAMA o seu papel de promover e apoiar o desenvolvimento de pesquisas em ciências ambientais, proporcionando a qualificação do capital humano e institucional em práticas aplicadas à gestão dos recursos naturais, inserindo a temática ambiental no âmbito da sociedade. Centro de Recursos Ambientais Teresa Lúcia Muricy de Abreu Diretora de Recursos Ambientais Série Cadernos de Referência Ambiental v. 1 - Ecotoxicologia do mercúrio e seus compostos v. 2 - Ecotoxicologia do cobre e seus compostos v. 3 - Ecotoxicologia do chumbo e seus compostos v. 4 - Ecotoxicologia do ferro e seus compostos

7 SOBRE OS AUTORES Carlos Sérgio da Silva Licenciado em Química pela Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Bacharel em Química pelo Instituto de Química (IQ/ USP). Mestre em Química Analítica (IQ/USP). Doutor em Ciências, área de Química Analítica (IQ/USP). Pesquisador da Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho (Fundacentro). Coordenador dos Projetos Cromo, Segurança e Higiene em Galvânicas, Laboratório de Inorgânica (Fundacentro). Coordenador do Comitê de Pós-Graduação e Chefe da Divisão de Riscos Químicos da Coordenação de Higiene do Trabalho (Fundacentro). Maria de Fátima Menezes Pedrozo Farmacêutica-bioquímica pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Análises Toxicológicas (FCF/USP). Doutor em Toxicologia, área de Saúde Ambiental, pela Faculdade de Saúde Pública (USP). Realizou período de estudos na Cattedra di Medicina del Lavoro dell Università degli Studi di Brescia, Itália. Perito Criminal Toxicologista no Núcleo de Toxicologia Forense do Instituto Médico Legal do Estado de São Paulo. Professor Adjunto, responsável pelas disciplinas Toxicologia Industrial e Análises Toxicológicas no Curso de Farmácia e Bioquímica da Universidade Paulista. Professor Adjunto, responsável pela disciplina de Toxicologia Geral e Análises Toxicológicas da Faculdade de Farmácia e Bioquímica da Universidade de Guarulhos (UNG). Docente responsável pela disciplina de Toxicologia Ocupacional e Forense do Curso de Especialização em Análises Clínicas e Toxicológicas (UNG).

8 PRODUÇÃO DE MONOGRAFIA InterTox COORDENAÇÃO TÉCNICA Alice A. M. Chasin COORDENAÇÃO ADMINISTRATIVA Moysés Chasin TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO Marcus E. M. da Matta PRODUÇÃO EDITORIAL COORDENAÇÃO EDITORIAL E PROJETO GRÁFICO Ricardo Baroud alquimed@svn.com.br REVISÃO DE TEXTOS Ana Maria S. F. Teles PRODUÇÃO ARTÍSTICA lynunesmaia@bol.com.br CONCEPÇÃO, COORDENAÇÃO E CAPA Magaly Nunesmaia CAPA E ILUSTRAÇÕES Antonello L Abbate PRODUÇÃO GRÁFICA COORDENAÇÃO E IMPRESSÃO GRÁFICA Jeffrey Bittencourt Ordine EDITORAÇÃO ELETRÔNICA Patrícia Chastinet

9 Índice 1 Identificação do metal e seus compostos Sinônimos e nomes comerciais Identificadores Aspecto e forma... 2 Propriedades físico-químicas... 3 Ocorrência, uso e fontes de exposição Ciclo e ocorrência na natureza Produção, importação, exportação e consumo interno 3.3 Uso industrial Fontes de contaminação ambiental Naturais Antropogênicas Contaminação ambiental Ar Água Solo Efluentes e lodo de esgoto... 4 Transporte, distribuição e transformação no meio ambiente Transporte ambiental e distribuição Ar Água Sedimento e solo

10 4.2 Bioacumulação Microrganismos Plantas e animais aquáticos Plantas e animais terrestres Riscos ao meio ambiente e acidentes relatados... 5 Padrões de contaminação ambiental e de exposição humana Exposição ambiental Ar Água e sedimento Solo Exposição da população em geral Ar Alimentos e bebidas Água para consumo Outras exposições Exposição ocupacional Ambiente de trabalho Limites de exposição ocupacional Ingresso corpóreo humano total... 6 Formas tóxicas e efeitos à saúde Carcinogenicidade Outros danos à saúde... 7 Toxicocinética... 8 Toxicodinâmica... 9 Avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente Metodologia analítica Gestão de resíduos Conclusões e recomendações... Referências bibliográficas

11 Lista de Tabelas TABELA 1 Identificadores e propriedades físico-químicas do cromo e seus compostos... TABELA 2 Reserva e produção mundial de cromo... TABELA 3 Uso industrial e características do cromo e seus derivados... TABELA 4 Emissões estimadas de cromo para a atmosfera americana a partir de diferentes fontes antropogênicas... TABELA 5 Emissão mundial de cromo para a atmosfera, em toneladas, proveniente de variadas fontes... TABELA 6 Quantidade mundial de cromo lançada nos ecossistemas aquáticos, proveniente de variadas fontes... TABELA 7 Efeitos da fixação do cromo na perda por lixiviação dos elementos do preservante cromoarseniato de cobre, em pinho vermelho, após simulação de duas horas de chuva (precipitação)... TABELA 8 Quantidades de cromo em solos do mundo inteiro, procedentes de várias fontes e estimadas para o ano de TABELA 9 Dados sobre acidentes com compostos de cromo

12 TABELA 10 Níveis de concentração de cromo em ambiente aberto e ambiente interno... TABELA 11 Concentrações de cromo no estreito de Jurujuba TABELA 12 Concentração média de cromo (ppm) encontrada em depósitos de lixo localizados junto à bacia do rio Piracicaba... TABELA 13 Concentrações de cromo em alguns alimentos e bebidas... TABELA 14 Exposição ocupacional ao cromo em diferentes indústrias... TABELA 15 Comparação dos limites de tolerância de exposição ao cromo e seus compostos e a correspondente categoria carcinogênica em alguns países (ACGIH, 2000)... TABELA 16 Concentração de cromo em pessoas não-expostas ocupacionalmente... TABELA 17 Ingestão diária recomendada (IDR) para cromo (em µg/g)... TABELA 18 Principais métodos adotados para a análise de cromo em diferentes matrizes

13 Cromo, nome originado do grego khroma - cor - por causa do seu forte poder de coloração. A esmeralda, o rubi, a safira, o jade e outras pedras devem suas cores à presença do cromo em sua composição gravação em metal Esboço da estrutura cristalina 1 Identificação do metal e seus compostos

14 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo 1.1 Sinônimos e nomes comerciais Cr - cromo; chromium; chrome (francês); chrom (alemão) CrO 3 - trióxido de cromo; ácido crômico; anidrido crômico; trióxido de cromo VI; óxido de cromo (VI); anidrido cromica (italiano); triossido di cromo (italiano); chromsaeureanhydrid (alemão); chromtrioxid (alemão) Cr 2 O 3 - óxido crômico; óxido de cromo (III); óxido de cromo verde; anhydride chromique (francês); cromo verde; ácido crômico verde; pigmento de óxido de cromo; sesquióxido de cromo Na 2 CrO 4 - cromato de sódio; cromato de sódio neutro; cromato dissódio 1.2 Identificadores Nome Químico: cromo Fórmula Molecular: Cr Massa Molecular: 51,996 Nº CAS: Nº RTECS: NIOSH/GB Nº ONU (UN/NA): não fixado HSDB: 910 Nº de Resíduo Perigoso na EPA: DOO7 1.3 Aspecto e forma O cromo é um metal cinza aço, com forma cristalina cúbica, sem odor e muito resistente à corrosão. O cromo é o sétimo mais abundante metal na Terra como um todo. O metal não é encontrado livre na natureza. Os estados de oxidação mais comuns do cromo são: +2, +3, +6. São mais estáveis as formas tri e hexavalente, além da forma elementar, 14

15 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos aparecendo na composição de óxidos, sulfatos, cromatos, dicromatos, sais básicos e na forma elementar recobrindo peças metálicas e plásticas nos processos de tratamento de superfície, etc. O trióxido de cromo (VI) ou ácido crômico, é um composto cristalino, em flocos ou em pó, de cor vermelha escura, sem odor. O cromato de sódio é um sólido amarelo, sem cheiro. O óxido de cromo (III) aparece na forma de cristais hexagonais, de verde claro a verde escuro (HSDB, 2000; STERN, 1982). 15

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17 Em virtude de sua inoxibilidade e dureza é largamente utilizado para recobrir superfícies de metais oxidáveis, pela cromação eletrolítica 2 Propriedades físico-químicas

18 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo O cromo é uma mistura de quatro isótopos estáveis com números de massa iguais a 50 (4,31%), 52 (83,76%), 53 (9,55%) e 54 (2,38%). Cinco radioisótopos são conhecidos, mas dois outros também foram indicados (números de massa 46 e 47). O cromo ocorre nos estados de oxidação 2 a +6, porém somente o Crº, Cr (II), Cr (III) e Cr (VI) são os mais comuns. A forma bivalente é facilmente oxidada à forma trivalente pelo ar. Com relação à toxicidade para o homem somente as formas tri e hexavalente são importantes (WHO, 1988). A relação entre os estados hexavalente e trivalente do cromo é descrita pela equação: 2- Cr 2 O H e - 2Cr H 2 O + 1,33 V (potencial de redução) (íon dicromato) A diferença de potencial elétrico entre os dois estados reflete a propriedade oxidante do cromo hexavalente e a substancial energia necessária para oxidar a forma trivalente à hexavalente. Esta oxidação nunca ocorre em sistemas biológicos. A redução do Cr (VI) no organismo ocorre espontâneamente, a não ser que a espécie se encontre na forma insolúvel, como ilustra a TABELA 1. O cromato de chumbo usado como pigmento é um dos compostos insolúveis do cromo hexavalente (WHO, 1988; HSDB, 2000; ATSDR, 2000). O número de complexos e quelatos de cromo é elevado, variando da forma hexavalente, ou complexos tetra-aquosos, para aquelas com ácidos orgânicos, vitaminas e aminoácidos. A velocidade de ligação dos complexos de cromo é lenta em relação a outros elementos de transição, sendo a maioria dos complexos de cromo (III) cineticamente estáveis em solução. As principais propriedades físico-químicas do cromo e seus compostos estão relacionadas na TABELA 1. 18

19 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos TABELA 1 Identificadores e propriedades físico-químicas do cromo e seus compostos Propriedades físico-químicas Cromo metálico Ácido crômico Cromato de sódio Óxido de cromo III Nº CAS Nº ONU Não fixado 1463 Nº RTECS GB GB GB GB Nº EU EINECS/ELINCS Família Química Fórmula molecular Cromo elemento Óxido metálico Sal de cromato Compostos de cromo (III) e óxido Cr CrO 3 Na 2 CrO 4 Cr 2 O 3 Massa molecular 51, ,0 161,97 151,99 Fator de conversão Ponto de fusão ( o C) Não aplicável 1 ppm = 4,08 mg/m 3 ; 1 mg/m 3 = 0,245 ppm a 25 C Nenhum dado Não avaliado 1 ppm = 6,20 mg/m 3 1,0 mg/m 3 = 0,161 ppm a 25 C Ponto de ebulição ( o C) Densidade relativa (20 o C) (H 2 O=1) Solubilidade em H 2 O Solubilidade em outros líquidos 7,2 2,70 a 20 C Não avaliada Insolúvel 63 g/100 ml de água Parcialmente solúvel Solúvel em ácido nítrico conc. Solúvel em etanol, éter etílico, ácidos sulfúrico e nítrico Parcialmente solúvel em metanol 5,22 a 25 C Insolúvel Solúvel em ácidos e bases concentradas; insolúvel em etanol e outros álcoois e em acetona Densidade do vapor Não aplicável Não avaliada Não avaliada Não aplicável Pressão de vapor Praticamente zero à temperatura ambiente FONTE CHEMINFO, 1998 Muito baixa Não avaliada Não aplicável 19

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21 O cromo é um dos principais constituintes na fabricação do aço inoxidável Na arte da fotografia está presente em equipamentos e processos 3 Ocorrência, uso e fontes de exposição

22 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo Ciclo e ocorrência na natureza O cromo foi descoberto na Rússia em 1765 por P. S. Pallas, mas o elemento somente foi isolado em 1797 pelo químico francês Louis-Nicholas Vauquelin (ARFSTEN et al., 1998) que preparou o metal a partir do tratamento de crocoita (PbCrO 4 ) com ácido clorídrico diluído. O óxido crômico (CrO 3 ), resíduo da reação, quando aquecido em presença de carvão (agente redutor) produziu o metal Cr. O nome cromo ou cromio advém da palavra grega chroma, que significa cor, já que diferentes compostos de cromo são coloridos. Um ou dois anos após a descoberta de Vauquelin, o químico alemão Tassaert, trabalhando em Paris, encontrou o cromo em um novo minério chamado cromita Fe (CrO 2 ) 2 [WEBELEMENTS TM ]. Em 1820, o dicromato de potássio já era usado como pigmento na indústria têxtil e, desde 1879, o minério cromita era rotineiramente utilizado na fabricação de refratários de altas temperaturas (ARFSTEN et al., 1998). O minério cromita, é o mais abundante composto de cromo encontrado na natureza, de fórmula FeO.Cr 2 O 3 ou Fe (CrO 2 ) 2, contendo de 40 a 50% de cromo (HSDB, 2000). O cromo é encontrado naturalmente em rochas, animais, plantas, solo, poeiras e névoas vulcânicas (ATSDR, 2000; WHO, 1988). A concentração de cromo em rochas varia de 2 a 90 ppm em rochas graníticas, a ppm em rochas ultramáficas, 30 a 590 ppm em xisto e argila (HSDB, 2000). No ar atmosférico, as concentrações de cromo encontradas são menores que 0,1 µg/m 3, e em água não contaminada os valores estão na faixa de fração de 1,0 µg a poucas µg/litro. Na água do mar as concentrações encontradas estão numa faixa entre 1 e 10 µg/kg, sendo que o nível permitido em água potável é de 50 µg/kg. Na maioria dos solos, o cromo é encontrado em baixas concentrações (2-60 mg/kg) e somente uma fração desse cromo está disponível para as plantas (WHO, 1988). Quase todo o cromo hexavalente existente no meio ambiente é proveniente das atividades humanas.

23 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos 3.2 Produção, importação, exportação e consumo interno Os maiores produtores mundiais de cromo são a África do Sul (que detém 73,4% das reservas mundiais), a Turquia, o Casaquistão e a Índia (DNPM, 2001). As reservas de cromita (como Cr 2 O 3 ) do Brasil estão avaliadas em 6.800x10 3 toneladas, o que corresponde a 0,1 % da reserva mundial. As reservas brasileiras estão distribuídas em três estados: Bahia, com 70%, Amapá, com 24% e Minas Gerais com os restantes 6%. A TABELA 2 apresenta a reserva e produção mundial referente aos anos de 1998 e TABELA 2 Reserva e produção mundial de cromo Discriminação Reservas 1 (10 3 t) Produção (10 3 t) Países 1999 (p) % 1998 (r) 1999 (p) % Brasil , ,5 Albânia , ,8 Casaquistão , ,5 Estados Unidos , Finlândia , ,8 Índia , ,9 Irã , ,6 República da África do Sul , ,7 Rússia , ,0 Turquia , ,5 Zimbábue , ,2 Outros Países , ,5 TOTAL , ,0 NOTAS 1 inclui reservas medidas e indicadas; (p) dados preliminares; (r) revisado FONTES DNPM, 1999; FERBASA; Cia Ferro-ligas do Amapá; Magnesita S/A; Mineral Commodity Summaries, 2000 A produção interna de cromita em 1999 atingiu 420 mil t, o que corresponde a 190 mil t de Cr 2 O 3, sendo que 45% desse total foi absorvido pela demanda doméstica. Três grupos empresariais são responsáveis pela produção nacional: Cia Ferro-ligas do Amapá-CFA (55% da produção nacional), Cia Ferro-ligas da Bahia-FERBASA (42%) e Magnesita S/A (3%). O grupo FERBASA da Bahia é o único produtor nacional de ferroligas de cromo cuja produção atingiu a marca de 91 mil t, em

24 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo O Brasil importou, em 1999, t de cromita correspondendo a t de Cr 2 O 3, além de 5 mil t entre ligas e metal e 37 mil t em compostos químicos, despendendo, em todas as importações de cromo e seus derivados, um total de US$ 45 milhões. As exportações brasileiras de cromo atingiram, em 1999, um total de 194 mil t do concentrado que corresponde a 103 mil t em Cr 2 O 3, num valor aproximado de US$ 12,7 milhões. Em termos de ferro-ligas e compostos químicos, exportou apenas 59 t e 86 t, respectivamente. Quanto ao consumo interno, este apresentou os seguintes resultados, em 1999: cromita 91 mil t em Cr 2 O 3, 95 mil t em ferro-cromo e 38 mil t em compostos químicos. A cromita foi utilizada na fabricação de ferro-ligas (98,0%) e na indústria refratária (2,0%). A participação do cromo (cromita) na Produção Mineral Brasileira - PMB, por substância, é de apenas 0,17 % e de 0,67% quando listada por classe (metálicos) (DNPM, 2001) Uso industrial O fluxograma da obtenção do cromo e seus compostos utilizados em escala industrial está representado na FIGURA 1 a seguir. Os principais produtos de cromo (sais, óxido, metal, ligas) são obtidos a partir do minério cromita, através de diferentes reações químicas. Utiliza-se 60% a 70% do volume total de cromo produzido na fabricação de ligas metálicas e estruturas de construção civil devido, principalmente, às suas propriedades mecânicas como dureza, resistência ao atrito, e às propriedades químicas como resistência à corrosão e ao desgaste (STERN, 1982). Alguns tipos de aço inox são ligas de ferrocromo (ferrosas) que têm como constituintes básicos o ferro, o cromo e o níquel, sendo que as ligas não ferrosas têm como constituintes o alumínio e o cromo. (HSDB, 2000). Por meio de processos químicos, a cromita é transformada em vários produtos químicos essenciais. Por exemplo: 4% da cromita são convertidos em óxido de cromo (VI), usado nas cromações (galvanoplastias) e como oxidante; 15% dela são destinados à fabricação de produtos químicos utilizados em curtumes, como pigmentos, preservativos para madeira (cromato de sódio), em sínteses orgânicas, em catálises e alóides fotossensíveis (HSDB, 2000). Muitos tipos de fertilizantes contêm níveis apreciáveis de cromo, como os nitrogenados, os fosfatados, os superfosfatados (HSDB, 2000).

25 Ecotoxicologia do cromo e seus compostos Nas atividades industriais ele encontra-se principalmente nas formas hexavalente, trivalente e elementar. MINERAL CROMITA (Fe, Mg).O (Cr, Fe, Al)2O3 C Al Si Calcinação com Na2CrO3 + CaO C alto C baixo LIGAS DE FERROCROMO Cromato de Sódio Na2CrO4 Tratamento com (NH4).2 SO4 + H2 SO4 Alúmem de cromo e amônio NH4Cr(SO4).2.12H2O Dicromato de Sódio Na2Cr2O7.2H2O Lixiviação e tratamento com ácido sulfúrico H2SO C Fusão com S e Lixivia Vários processos Ácido Crômico CrO3 Óxido Crômico Cr2O3 Outros compostos de Cromo Pigmentos Cr III básico Licor de curtume Banhos de Cromação curtume Cromação Eletrólise C Al Si Redução Eletrólise Cromo Eletrolítico Metal Cromo Processos de purificação fusão com fragmentos de cromo Cromo Maleável -laminação -fundição -forja Estruturas de construção e outras ligas de cromo Produtos Especiais Liga de cromo arame de solda Soldagem de aço inoxidável FIGURA 1 Fluxograma da produção de ligas metálicas e compostos de cromo a partir da cromita 25

26 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo A TABELA 3 resume o uso industrial de alguns dos compostos de cromo, destacando a forma com que o produto é encontrado no ambiente de trabalho. Os efluentes líquidos, sólidos e gasosos resultantes destes processos devem ser tratados antes de sua liberação para o meio ambiente, evitando-se assim a contaminação (BIDSTRUP, WAGG, 1989; GALVÃO, COREY, 1987; LANGÄRD, VIGANDER, 1983; STERN, 1982; WHO, 1988). TABELA 3 Uso industrial e características do cromo e seus derivados Nome do composto e fórmula Ligas ferrosas (ferrocromo) Ligas não ferrosas - Cr/Al Eletrodos Cr e outros materiais Anidrido crômico ou ácido crômico - CrO 3 Valência do cromo Zero, (III) e (VI) Solubilidade em água Insolúvel Forma como se encontra no ambiente de trabalho Sólida, fumos metálicos Cr (III) e (VI) Processo produtivo fundição e siderurgia Usos aço inoxidável; construção civil Zero Insolúvel Sólida fundição construção civil Zero Insolúvel Fumos metálicos fábrica de soldagem óxidos de Cr (III) e eletrodos (VI) (VI) 67,5 g/100 ml a 100 C Solução sulfúrica e névoas indústria química Óxido crômico - Cr 2 O 3 (III) Insolúvel Sólida em pó fábrica de pigmentos; cerâmica e borracha Dióxido de cromo CrO 2 (IV) Insolúvel Sólida pó fitas magnéticas Cromato de (VI) Insolúvel Sólida pó fábrica de chumbo PbCrO 4 pigmentos Cromato de (VI) Pouco Sólida pó fábrica de zinco - ZnCrO 4 solúvel pigmentos Dicromato de (VI) Solúvel Sólida pó indústria potássio - química K 2 Cr 2 O 7 Sulfato de cromo básico - Cr 2 (SO 4 ) 3 (III) Muito pouco solúvel Sólida precipitado e complexos curtume banhos galvânicos; inibidor de corrosão tintas; cerâmica refratária; borracha gravação tinta tinta antioxidante utilizado na produção de compostos de cromo couro FONTES BIDSTRUP, WAGG 1989; GALVÃO, COREY, 1987; LANGÄRD, VIGANDER, 1983; STERN, 1982; WHO,

27 3.4 Fontes de contaminação ambiental Naturais Ecotoxicologia do cromo e seus compostos Entre as fontes naturais de contaminação ambiental estão os incêndios florestais e as erupções vulcânicas. Em áreas onde ocorrem depósitos significativos de cromo, as fontes de água podem apresentar concentrações superiores a 50,0 µg/l, valores estes que ultrapassam os padrões nacionais e internacionais para água potável (WHO, 1988) Antropogênicas As principais atividades humanas na qual o cromo e seus compostos são liberados para o meio ambiente, são (HSDB, 2000; ATSDR, 2000; WHO, 1988): emissões decorrentes da fabricação do cimento; construção civil, devido aos resíduos provenientes do cimento; soldagem de ligas metálicas; fundições; manufatura do aço e ligas; indústria de galvanoplastia; lâmpadas; minas; lixos urbano e industrial; incineração de lixo; cinzas de carvão; curtumes; preservativos de madeiras; fertilizantes. Nestes processos ou fontes de contaminação, o cromo aparece nas formas trivalente, hexavalente e elementar. Vários processos industriais foram responsáveis pela liberação de 100 mil toneladas de cromo para água e solo americanos, no período de 1987 a As indústrias que manuseiam materiais orgânicos e de fabricação do aço foram as principais responsáveis pela liberação do metal. Os estados americanos mais afetados foram o Texas e a Carolina do Norte (USEPA, 2000). 27

28 Carlos Sérgio da Silva e Maria de Fátima M. Pedrozo A utilização de resíduos sólidos, como o lixo doméstico e aqueles procedentes da agricultura em processos de compostagem, gera fontes riquíssimas de elementos metálicos, sendo o lixiviado oriundo destes processos ricos em metais (GROSSI, 1993). GROSSI (1993) analisou 65 amostras (61 de composto de lixo doméstico em vários graus de maturação e quatro de biocomposto), provenientes de 21 usinas de compostagem brasileiras que operam com diferentes tipos de sistemas, para verificação das concentrações dos seguintes metais: Pb, Cu, Zn, Ni, Cr, Cd, Hg, Fe e Al. As amostras eram procedentes de usinas localizadas nos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Minas Gerais, Espírito Santo, Alagoas, Paraíba, Rio Grande do Norte, Rio Grande do Sul, Distrito Federal e Amazonas. O intervalo de concentração (em mg/kg) para o cromo, nas amostras de composto maduro, semimaduro e cru foram respectivamente de: ; e A maioria dos resultados das análises das amostras de composto cru e semimaduro está acima dos valores aceitáveis adotados na Alemanha que são de 100 mg/kg, para uso em solo. Para as amostras de biocomposto, os resultados estão abaixo dos valores aceitáveis Contaminação ambiental Ar Sob condições normais, o cromo (III) e o cromo metal são relativamente não reativos na atmosfera, mas o cromo hexavalente no ar pode reagir com materiais particulados ou poluentes gasosos para formar cromo (III) (WHO, 1988). A concentração de cromo no ar pode ser maior em áreas vizinhas a indústrias. Em 1973, as concentrações variaram de: 1 a 100 mg/m 3 para usina de carvão mineral, de 100 a mg/m 3 para fábrica de cimento, de 10 a 100 mg/m 3 para indústria de aço e ferro e de 100 a mg/m 3 para incineradores de lixo municipal (WHO, 1988). Atualmente, com novas tecnologias e sistemas antipoluição, estas concentrações caíram drasticamente, como, por exemplo, em usinas de queima de carvão onde as concentrações de cromo no gás emitido, que eram de 0,22-2,2 mg/m 3, caíram para 0,018-0,5 mg/m 3 graças ao sistema de tratamento dos materiais particulados e gases (HSDB, 2000).